EP0769359A2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethan-Blockschaum - Google Patents

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EP0769359A2
EP0769359A2 EP96116053A EP96116053A EP0769359A2 EP 0769359 A2 EP0769359 A2 EP 0769359A2 EP 96116053 A EP96116053 A EP 96116053A EP 96116053 A EP96116053 A EP 96116053A EP 0769359 A2 EP0769359 A2 EP 0769359A2
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EP
European Patent Office
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conveyor belt
froth
foam
barrier
essentially
Prior art date
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EP96116053A
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English (en)
French (fr)
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EP0769359B1 (de
EP0769359A3 (de
Inventor
Herbert Steilen
Reiner Raffel
Robert Dr. Eiben
Wilfried Ebeling
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Hennecke GmbH
Original Assignee
Hennecke GmbH
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Publication of EP0769359A3 publication Critical patent/EP0769359A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3469—Cell or pore nucleation
    • B29C44/348—Cell or pore nucleation by regulating the temperature and/or the pressure, e.g. suppression of foaming until the pressure is rapidly decreased
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/20—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of indefinite length
    • B29C44/30—Expanding the moulding material between endless belts or rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/46—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length
    • B29C44/467—Foam spreading or levelling devices

Definitions

  • reaction components for the polyisocyanate-polyaddition reaction (isocyanate and polyol) and a foaming agent are mixed in a mixing head, applied from the mixing head to the conveyor belt of a block foam system, the reaction mass is allowed to foam, cured and cut into blocks.
  • the technology is described in Becker / Braun: Kunststoff-Handbuch, Volume 7, 1993, pages 148 and 149.
  • the froth produced by means of CO 2 dissolved under pressure emerges from the expansion device downstream of the mixing unit on the one hand with - in comparison to the conveyor belt speed (4 to 8 m / min) - relatively high speed of 0.5 to 5 m / s, and on the other hand the Froth has a relatively low fluidity compared to the non-foamed reactive mixture. With the block dimensions of 1.80 to 2.50 m width desired today, this leads to considerable problems in the distribution of the froth over the width of the conveyor belt.
  • EP-A 645 2266 it has therefore already been proposed to design the expansion device downstream of the mixing unit transversely to the conveyor belt, corresponding to the conveyor belt width, and to connect to the expansion device a foaming cavity which is expanded transversely to the conveyor belt and from which the Froth emerges essentially parallel to the conveyor belt direction. whereby in the ⁇ foaming cavity also a reduction of the Flow rate of the froth is effected.
  • Froth which is not extended transversely to the conveyor belt, is introduced essentially vertically free-falling into a trough formed transversely to the conveyor belt with walls moving in the direction of flow of the Froth.
  • the trough is discharged on the side of the relaxation device located in the direction of movement of the conveyor belt by the upper lamination film, which is fed essentially perpendicularly via a deflection roller, and on the side opposite the direction of movement of the conveyor belt by an essentially vertically fed liner, and is removed in sliding contact with the lower lamination film via a deflection roller Auxiliary film formed.
  • a disadvantage of this arrangement is the jam generated in the trough, which forces the froth to move in a purely transverse movement until the froth passes under the deflection roller for the upper laminating film, and secondly the shearing of the froth caused in the area of the sliding contact between the auxiliary film and the lower laminating film.
  • the present invention relates to a process for the production of polyurethane foam by applying a Froth to the conveyor belt of a block foam unit, which is characterized in that the Froth is applied to the lower conveyor belt in a free, essentially vertical case and a flow of the Froth against the direction of movement of the conveyor belt is prevented by a stationary, essentially vertical barrier arranged transversely on the conveyor belt.
  • the froth is produced by dissolving a foaming agent gaseous at room temperature and ambient pressure in at least one of the components of the polyisocyanate polyaddition reaction, preferably in the polyol component, the reaction components are fed to a mixing unit and the reaction mixture containing the foaming agent dissolved under pressure in an expansion unit (pressure reduction unit) with the release of the dissolved foaming agent in the form of fine gas bubbles is continuously expanded to ambient conditions.
  • the preferred foaming agent is CO 2 .
  • One or more through-openings for the reaction mixture with a small cross-section in at least one dimension e.g. Passage gaps or bores with a diameter between 0.03 and 0.2 mm are suitable, which provide sufficient resistance to the passage of the reactive mixture that upstream of the expansion unit a sufficient pressure is maintained which keeps the foaming agent in solution.
  • the pressure reduction unit preferably consists of one or more plates with a large number of bores with a diameter of 0.05 to 0.15 mm. In the event that several perforated plates are used one behind the other, they should be spaced so short that, due to the relaxation time of the release of the dissolved foaming agent between the perforated plates, there is essentially no formation of foam bubbles.
  • the pressure reduction unit particularly preferably consists of one or more perforated plates with a free passage area of all holes of 0.5 to 5% (pressure-holding sieve plates) and a further perforated plate with a total passage area of 8 to 30% (speed reduction plate).
  • the larger free cross-sectional area of the speed reduction plate preferably results in a correspondingly 5 to 20 times higher number of through holes.
  • the outlet opening is preferably arranged centrally above the conveyor belt and has an extent transversely to the conveyor belt direction of 5 to 20%, preferably 7 to 10%, of the conveyor belt width.
  • the pressure reduction unit has a circular outlet cross section, so that the disturbances which can occur due to the contact of the Froth with the outlet edge are kept low. Nevertheless, disturbances occurring due to the agglomeration of foam bubbles at the outlet edge of the pressure reduction unit are cured by the contact of the periphery of the essentially vertically free-flowing Froth stream with the atmosphere by the bursting of the large bubbles formed by agglomeration at the outlet edge.
  • the Froth stream which can have a speed of 0.5 to 5 m / sec, preferably 0.5 to 2 m / sec, preferably falls essentially vertically in a direction from a height of 40 to 80 cm above the lower conveyor belt on the conveyor belt.
  • a slight inclination of the Froth current in the direction of the conveyor belt, e.g. 20 ° can be advantageous.
  • an essentially vertical barrier e.g. arranged in the form of a flat plate.
  • the base point of the plate is preferably located somewhat - with respect to the direction of the conveyor belt - to the intersection of the axis of the Froth flow with the conveyor belt.
  • the barrier can be inclined by an angle ⁇ of up to 30 °, preferably only up to 20 °, against the vertical on the conveyor belt against the direction of movement of the conveyor belt.
  • the barrier preferably consists of a material which is not or only slightly wetted by the polyurethane reaction mixture, or is at least coated with such a material. Suitable materials are polyethylene, polytetrafluoroethylene or silicone.
  • the contact area between the barrier and the froth due to the relative speeds that occur, in particular in the region in which the froth occurs on the barrier, represents a disturbance in which agglomeration of Foam bubbles can occur, ie for the formation of larger bubbles or cavities.
  • agglomeration of Foam bubbles can occur, ie for the formation of larger bubbles or cavities.
  • larger bubbles and cavities that form can adhere to the essentially vertical barrier, continue to grow and, upon reaching a sufficient size, rise against the barrier against or at least transversely to the sliding direction of the Froth and leave the Froth.
  • the barrier can be bent or bent on both sides from the center of the conveyor belt in the direction of the conveyor belt.
  • the froth that flows across the barrier should not be forced faster than the conveyor belt speed in the conveyor belt direction.
  • the barrier should form an angle on both sides of less than 20 °, preferably less than 10 °, with the direction transverse to the movement of the conveyor belt.
  • a roller which dips into the Froth and runs across the conveyor belt and through which the upper laminating film is fed under deflection can be provided at a distance from the feed point of the Froth stream.
  • the distance of the roller in the conveyor belt direction from the axis of the essentially perpendicular Froth stream should preferably be at least one third of the conveyor belt width.
  • the feed and deflection roller for the upper laminating film is particularly preferably arranged approximately at a point on the conveyor belt at which the polyisocyanate polyaddition reaction begins noticeably, i.e. in the case of the additional use of water as a chemical foaming agent, the foam begins to rise.
  • Fig. 1 the conveyor belt 1 of a block foam system is shown in side view.
  • a lower laminating film 2 is fed to the conveyor belt 1 and is moved to the right with the conveyor belt at a speed of 3 to 7 m / min.
  • Isocyanate 31 and polyol 32 which can contain 3 to 7% by weight of carbon dioxide in solution, and further additives 33 are fed to the mixing unit 3 under pressure. There is a pressure in the mixing unit that is above the saturation vapor pressure for the dissolved carbon dioxide. From the mixing unit 3, the reaction mixture is fed to the pressure reduction unit 4, on which the reaction mixture emerges freely as Froth 5 in the direction of the dashed line 51 with foaming.
  • the essentially vertical, plate-shaped barrier 6 prevents the froth 5 from spreading against the direction of movement of the conveyor belt 1.
  • the barrier 6 is preferably displaceable in the longitudinal direction of the conveyor belt and rotatably supported about an axis transverse to the conveyor belt, so that the position of the barrier 6 can be optimized during production.
  • the upper laminating film 8 is fed via a deflecting roller 7 immersed in the Froth 5.
  • side lamination films 10 are fed via deflection rollers 9 on both sides of the conveyor belt.
  • the barrier plate 6 is covered by a polyethylene film 61 which cannot be wetted by the polyurethane reaction mixture and which can be easily replaced when the production is shut down.
  • the lower laminating film 2 is fed over the barrier 6 by means of rollers 21, 22, one of which is driven.
  • FIG. 5 shows a view in the direction of arrow A in FIG. 1.
  • the same reference numerals designate the same elements as in FIG. 1.
  • the contour 53 of the froth on the barrier 6 is visible.
  • the arrows drawn within the contour 53 indicate approximately the direction and speed of flow of the froth on the barrier 6. Due to the flow of the froth on the barrier 6, a large bubble 54 formed approximately by agglomeration of foam bubbles takes the path along the dashed line 55 and exits through the contour line 53, so that the large gas bubble 54 is not built into the foam.
  • FIG. 6 shows an example of a pressure reduction unit 4 which can be used according to the invention.
  • This consists of a cylindrical housing 41, to which the polyurethane reaction mixture containing carbon dioxide dissolved from above is fed under a pressure of, for example, 10 to 15 bar.
  • Perforated plates 42, 43 are provided at the outlet, the perforated plates 42 having a multiplicity of bores 46 of 0.1 mm diameter, which together make up a free passage cross-sectional area of 2% of the perforated plates 42.
  • the pressure of the reactive mixture is released within a very short time.
  • the further perforated plate 43 has about 10 times as many bores with a diameter of 0.1 mm as the perforated plates 42 corresponding to a free passage area of 20%, so that the passage speed through the perforated plate 43 is only one tenth of the passage speed through the perforated plates 42.
  • the dissolved carbon dioxide is released from the reaction mixture within 10 -2 to 10 -4 seconds, the bell-shaped contour of the Froth 5 being formed.
  • curved sieve plates 42a, 43a are preferably used, as indicated in the half-section.

Landscapes

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyurethan-Schaum durch Aufbringen eines Froth (5) auf das Transportband einer Blockschaumanlage beschrieben, wobei der Froth in freiem, im wesentlichen senkrechten Fall auf das untere Transportband (1) aufgebracht wird und ein Fließen des Froth (5) gegen die Richtung der Bewegung des Transportbandes durch eine ortsfeste, quer auf dem Transportband angeordnete, im wesentlichen senkrechte Barriere (6) verhindert wird. <IMAGE>

Description

  • Zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethan-Blockschaum werden die Reaktionskomponenten für die Polyisocyanat-Polyadditionsreaktion (Isocyanat und Polyol) sowie ein Schäummittel in einem Mischkopf vermischt, aus dem Mischkopf auf das Transportband einer Blockschaumanlage aufgebracht, die Reaktionsmasse aufschäumen gelassen, ausgehärtet und in Blöcke geschnitten. Die Technologie ist im Becker/Braun: Kunststoff-Handbuch, Band 7, 1993, Seiten 148 und 149, beschrieben.
  • Als Schäummittel wurde bereits verschiedentlich vorgeschlagen, in der Reaktivmischung bzw. vor der Herstellung der Reaktivmischung in einer der Komponenten Kohlendioxid unter Druck zu lösen, wobei das Kohlendioxid nach der Entspannung in Form kleiner Gasblasen in der Reaktivmischung freigesetzt wird, d.h. ein Froth entsteht (GB-A 803 771, US-A 3 184 419, US-A 4 906 672, US-A 5 120 770, EP-A 645 226). Dabei kann als zusätzliches Treibmittel Wasser eingesetzt werden, wobei aufgrund der Reaktion des Isocyanats mit dem Wasser zusätzlich CO2 freigesetzt wird.
  • Gegenüber herkömmlichen Schäummitteln, wie Fluorkohlenwasserstoffen oder niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen, die erst aufgrund der bei fortschreitender Reaktion eintretenden Temperaturerhöhung freigesetzt werden, tritt der mittels unter Druck gelöstem CO2 erzeugte Froth aus dem dem Mischaggregat nachgeschalteten Entspannungsorgan einerseits mit - im Vergleich zu der Transportbandgeschwindigkeit (4 bis 8 m/min) - relativ hohen Geschwindigkeit von 0,5 bis 5 m/s aus, und andererseits besitzt der Froth im Vergleich zur nicht geschäumten Reaktivmischung ein relativ geringes Fließvermögen. Dies führt bei den heute gewünschten Blockabmessungen von 1,80 bis 2,50 m Breite zu erheblichen Problemen der Verteilung des Froth über die Breite des Transportbandes.
  • Gemäß EP-A 645 226 wurde daher bereits vorgeschlagen, das dem Mischaggregat nachgeschaltete Entspannungsorgan quer zum Transportband, entsprechend der Transportbandbreite ausgedehnt, auszubilden und einen entsprechend quer zum Transportband ausgedehnten Aufschäumhohlraum an das Entspannungsorgan anzuschließen, aus der der Froth im wesentlichen parallel zur Transportbandrichtung austritt, wobei in den` Aufschäumhohlraum offenbar auch eine Reduktion der Fließgeschwindigkeit des Froth bewirkt wird. Obwohl bei einer solchen Vorrichtung eine Querverteilung des Froth auf dem Transportband unterbleiben kann, da der Froth bereits in einer Geometrie, die dem Transportband entspricht, auf diesem abgelegt wird, hat sich als nachteilig erwiesen, daß der Froth innerhalb des Aufschäumhohlraums sich in Kontakt mit relativ großen starren Flächen bewegt und in der Nähe dieser Flächen geschert wird, so daß es im Kontakt mit den Begrenzungsflächen des Aufschäumhohlraums zur Zerstörung von Schaumblasen kommt, so daß der erzeugte Blockschaum unerwünschte Lunker und eine ungleichmäßige Schaumstruktur aufweist. Insbesondere können an der unteren Begrenzungsfläche des Auschäumhohlraums innerhalb des Aufschäumhohlraums durch Zerstörung von Schaumblasen erzeugte Lunker nicht mehr freigesetzt werden, sondern dringen in die Schaummasse ein, wo sie im Zuge der Verfestigung des Schaumes festgehalten werden.
  • Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag der Anmelderin wird der in einer kreissymmetrischen, d.h. nicht quer zum Transportband ausgedehnten, Entspannungsvorrichtung erzeugte Froth im wesentlichen senkrecht frei fallend in einen quer zum Transportband ausgebildeten Trog mit in Fließrichtung des Froth bewegten Wänden eingeleitet. Der Trog wird auf der in Bewegungsrichtung des Transportbands gelegenen Seite der Entspannungseinrichtung durch die im wesentlichen senkrecht über eine Umlenkrolle zugeführte obere Kaschierfolie und auf der der Bewegungsrichtung des Transportbandes entgegengesetzten Seite durch eine im wesentlichen senkrecht zugeführte und über eine Umlenkrolle in Schleifkontakt mit der unteren Kaschierfolie abgeführte Hilfsfolie gebildet. Nachteilig bei dieser Anordnung ist der in dem Trog erzeugte Stau, der bis zum Durchtritt des Froth unter die Umlenkrolle für die obere Kaschierfolie diesen in eine reine Querbewegung zwingt und andererseits die im Bereich des Schleifkontaktes zwischen Hilfsfolie und unterer Kaschierfolie bewirkte Scherung des Froth.
  • Die genannten Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung überwunden.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoff durch Aufbringen eines Froth auf das Transportband einer Blockschaumanlage, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Froth in freiem, im wesentlichen senkrechten Fall auf das untere Transportband aufgebracht wird und ein Fließen des Froth gegen die Richtung der Bewegung des Transportbandes durch eine ortsfeste, quer auf dem Transportband angeordnete, im wesentlichen senkrechte Barriere verhindert wird.
  • Der Froth wird dadurch erzeugt, daß in mindestens einer der Komponenten der Polyisocyanat-Polyadditionsreaktion, vorzugsweise in der Polyolkomponente, ein bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck gasförmiges Schäummittel unter Druck gelöst wird, die Reaktionskomponenten einem Mischaggregat zugeführt werden, und die das Schäummittel unter Druck gelöst enthaltende Reaktionsmischung in einem Entspannungsaggregat (Druckreduktionsaggregat) unter Freisetzung des gelösten Schäummittels in Form feiner Gasblasen kontinuierlich auf Umgebungsbedingungen entspannt wird. Bevorzugtes Schäummittel ist CO2.
  • Als Druckreduktionsaggregat sind eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen für die Reaktionsmischung mit geringem Querschnitt in mindestens einer Dimension, z.B. Durchtrittsspalte oder Bohrungen mit einem Durchmesser zwischen 0,03 und 0,2 mm, geeignet, die dem Durchtritt der Reaktivmischung einen ausreichend großen Widerstand entgegensetzen, daß stromaufwärts des Entspannungsaggregates ein ausreichender Druck aufrechterhalten wird, der das Schäummittel in Lösung hält. Vorzugsweise besteht das Druckreduktionsaggregat aus einer oder mehreren Platten mit einer Vielzahl von Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,15 mm. Im Falle, daß mehrere Lochplatten hintereinander eingesetzt werden, sollen diese einen so kurzen Abstand haben, daß aufgrund der Relaxationszeit der Freisetzung des gelösten Schäummittels zwischen den Lochplatten im wesentlichen noch keine Ausbildung von Schaumblasen erfolgt. Insbesondere bevorzugt besteht das Druckreduktionsaggregat aus einer oder mehreren Lochplatten mit einer freien Durchtrittsfläche aller Löcher von 0,5 bis 5 % (Druckhalte-Siebplatten) sowie einer weiteren Lochplatte mit einer freien Durchtrittsfläche von insgesamt 8 bis 30 % (Geschwindigkeitsreduktionsplatte). Vorzugsweise resultiert die größere freie Querschnittsfläche der Geschwindigkeitsreduktionsplatte in einer entsprechend um 5- bis 20- mal höheren Anzahl von Durchtrittsbohrungen. Ein solches Druckreduktionsaggregat ist in dem nicht vorveröffentlichten Vorschlag der Anmelderin gemäß DE-A 195 24 434.6 beschrieben.
  • Vorzugsweise ist die Auslaßöffnung mittig über dem Transportband angeordnet und weist eine Ausdehnung quer zur Transportbandrichtung von 5 bis 20 %, vorzugsweise von 7 bis 10 %, der Transportbandbreite auf.
  • Idealerweise weist das Druckreduktionsaggregat einen kreisrunden Auslaßquerschnitt auf, so daß die Störungen, die aufgrund des Kontaktes des Froth mit dem Auslaßrand auftreten können, gering gehalten werden. Dennoch auftretende Störungen aufgrund der Agglomeration von Schaumblasen am Auslaßrand des Druckreduktionsaggregates werden durch den Kontakt der Peripherie des im wesentlichen senkrecht frei fallenden Froth-Stromes mit der Atmosphäre durch Aufplatzen der durch Agglomerierung entstandenen großen Blasen am Auslaßrand geheilt.
  • Aus Gründen der mechanischen Stabilität kann es jedoch erforderlich sein, die Auslaßöffnung der Schäumvorrichtung, d.h. die Siebplatten, länglich ausgedehnt zu gestalten, wenn die an der Siebplatte angreifenden Kräfte bei kreisrundem Querschnitt zu groß würden.
  • Vorzugsweise fällt der Froth-Strom, der eine Geschwindigkeit von 0,5 bis 5 m/sec, bevorzugt 0,5 bis 2 m/sec, aufweisen kann, aus einer Höhe von 40 bis 80 cm über dem unteren Transportband im wesentlichen senkrecht in Richtung auf das Transportband. Eine leichte Neigung des Froth-Stromes in Transportbandrichtung von z.B. 20° kann vorteilhaft sein.
  • Zur Vermeidung eines sich entgegen der Bewegungsrichtung des Transportbandes ausbreitenden Froth-Haufens auf dem Transportband ist nun quer über das Transportband eine im wesentlichen senkrechte Barriere, z.B. in Form einer ebenen Platte, angeordnet. Der Fußpunkt der Platte liegt vorzugsweise etwas - bezüglich der Transportbandrichtung - rückwärtig zum Schnittpunkt der Achse des Froth-Stroms mit dem Transportband. Die Barriere kann um einen Winkel α von bis zu 30°, vorzugsweise nur bis zu 20°, gegen die Senkrechte auf dem Transportband entgegen der Bewegungsrichtung des Transportbands geneigt sein.
  • Vorzugsweise besteht die Barriere aus einem Material, das von der Polyurethan-Reaktionsmischung nicht oder schwer benetzt wird, oder ist zumindest mit einem solchen Material beschichtet. Geeignete Materialien sind Polyethylen, Polytetrafluorethylen oder Silikon.
  • Natürlich stellt die Kontaktfläche zwischen Barriere und dem Froth aufgrund der auftretenden Relativgeschwindigkeiten insbesondere in dem Bereich, in dem der Froth auf die Barriere auftritt, eine Störung dar, bei der es zur Agglomeration von Schaumblasen kommen kann, d.h. zur Ausbildung von größeren Blasen bzw. Lunkern. Überraschenderweise werden solche großen Blasen und Lunker in dem fertigen Schaum nicht beobachtet. Offenbar können sich ausbildende größere Blasen und Lunker an der im wesentlichen senkrechten Barriere haften bleiben, weiter wachsen und bei Erreichen einer ausreichenden Größe entgegen oder zumindest quer zur Abgleitrichtung des Froth an der Barriere aufsteigen und den Froth verlassen.
  • In Richtung quer zur Transportbandrichtung und auf der der Barriere gegenüberliegenden Seite breitet sich der durch das Auftreffen des Froth-Stromes sich ausbildende Froth-Haufen aufgrund der Schwerkraft und des Fließvermögens des Froth frei fließend aus.
  • Die Barriere kann beidseitig von der Transportbandmitte her in Transportbandrichtung abgeknickt oder gebogen sein. Jedoch soll der Froth, der quer an der Barriere abfließt, nicht schneller als die Transportbandgeschwindigkeit in Transportbandrichtung gezwungen werden. Insbesondere soll die Barriere beidseitig einen Winkel von weniger als 20°, bevorzugt weniger als 10°, mit der Richtung quer zur Bewegung des Transportbandes bilden.
  • Zur weiteren Querverteilung des Froth über das Transportband kann im Abstand von der Zufuhrstelle des Froth-Stromes eine in den Froth eintauchende, quer über das Transportband verlaufende Walze vorgesehen sein, über die unter Umlenkung die obere Kaschierfolie zugeführt wird. Der Abstand der Walze in Transportbandrichtung von der Achse des im wesentlichen senkrecht zugeführten Froth-Stromes soll vorzugsweise mindestens ein Drittel der Transportbandbreite betragen. Insbesondere bevorzugt ist die Zufuhr- und Umlenkwalze für die obere Kaschierfolie etwa an einer Stelle auf dem Transportband angeordnet, an dem die Polyisocyanat-Polyadditionsreaktion merklich einsetzt, d.h., im Falle der zusätzlichen Verwendung von Wasser als chemisches Schäummittel, der Schaum zu steigen beginnt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren 1 bis 6 näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt in schematisierter Seitenansicht eine erste Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    Fig. 2
    zeigt eine schematisierte Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1.
    Fig. 3
    zeigt eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit alternativer Ausführungsform der Barriere.
    Fig. 4
    zeigt eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit alternativer Zuführung der unteren Kaschierfolie.
    Fig. 5
    erläutert das Fließen des Froth entlang der Barriere und eine Vorstellung über das Entkommen von großen Gasblasen aus dem Froth.
    Fig. 6
    zeigt ein erfindungsgemäß einsetzbares Druckreduktionsaggregat im Querschnitt.
  • In Fig. 1 ist in Seitenansicht das Transportband 1 einer Blockschaumanlage dargestellt. Dem Transportband 1 wird eine untere Kaschierfolie 2 zugeführt, die mit dem Transportband in einer Geschwindigkeit von 3 bis 7 m/min nach rechts bewegt wird. Dem Mischaggregat 3 werden unter Druck Isocyanat 31 und Polyol 32, das 3 bis 7 Gew.-% Kohlendioxid gelöst enthalten kann, sowie weitere Zusatz- und Hilfsstoffe 33 zugeführt. Im Mischaggregat herrscht ein Druck, der oberhalb des Sättigungsdampfdrucks für das gelöste Kohlendioxid liegt. Aus dem Mischaggregat 3 wird die Reaktionsmischung dem Druckreduktionsaggregat 4 zugeführt, auf dem die Reaktionsmischung unter Aufschäumen als Froth 5 in Richtung der punktstrichlierten Linie 51 frei fließend austritt. Die im wesentlichen senkrechte, plattenförmige Barriere 6 verhindert das Ausbreiten des Froth 5 entgegen der Bewegungsrichtung des Transportbandes 1. Zur Vermeidung des Lufteintritts zwischen unterer Kaschierfolie 2 und Unterkante der Barriere 6 liegt diese schleifend auf der unteren Kaschierfolie 2 auf. Vorzugsweise ist die Barriere 6 in Längsrichtung des Transportbandes verschiebbar und um eine Achse quer zum Transportband drehbar gehaltert, so daß während der Produktion die Stellung der Barriere 6 optimiert werden kann. In Bewegungsrichtung des Transportbandes im Abstand von der Zufuhrstelle des Froth 5 wird die obere Kaschierfolie 8 über eine in den Froth 5 eintauchende Umlenkrolle 7 zugeführt. Ferner werden beidseitig des Transportbandes seitliche Kaschierfolien 10 über Umlenkrollen 9 zugeführt.
  • In der in Fig. 2 dargestellten Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in Fig. 1.
  • In Fig. 3 ist die Barriereplatte 6 durch eine nicht von der Polyurethan-Reaktionsmischung benetzbare Polyethylenfolie 61 abgedeckt, die bei Produktionsstillständen leicht ausgewechselt werden kann.
  • In der Darstellung gemäß Fig. 4 wird die untere Kaschierfolie 2 mittels Walzen 21, 22, von denen eine angetrieben ist, über die Barriere 6 gleitend zugeführt.
  • Fig. 5 zeigt eine Ansicht in Richtung Pfeil A der Fig. 1. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente wie in Fig. 1. Unter der Annahme, die Barriere 6 sei eine Glasscheibe, wird die Kontur 53 des Froth auf der Barriere 6 sichtbar. Die innerhalb der Kontur 53 eingezeichneten Pfeile geben in etwa Fließrichtung und -geschwindigkeit des Froth auf der Barriere 6 an. Aufgrund des Fließens des Froth auf der Barriere 6 nimmt eine sich etwa durch Agglomeration von Schaumblasen ausgebildete große Blase 54 den Weg entlang der strichlierten Linie 55 und tritt durch die Konturlinie 53 aus, so daß die große Gasblase 54 nicht in den Schaum eingebaut wird.
  • Fig. 6 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäß einsetzbares Druckreduktionsaggregat 4. Dieses besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 41, dem von oben Kohlendioxid gelöst enthaltendes Polyurethan-Reaktionsgemisch unter einem Druck von z.B. 10 bis 15 bar zugeführt wird. Am Austritt sind Lochplatten 42, 43 vorgesehen, wobei die Lochplatten 42 eine Vielzahl von Bohrungen 46 von 0,1 mm Durchmesser aufweisen, die in der Summe eine freie Durchtrittsquerschnittfläche von 2 % der Lochplatten 42 ausmachen. Beim Durchgang durch die Lochplatten 42 wird der Druck der Reaktivmischung innerhalb kürzester Zeit abgebaut. Die weitere Lochplatte 43 weist etwa 10-mal soviel Bohrungen des Durchmessers 0,1 mm auf wie die Lochplatten 42 entsprechend einer freien Durchtrittsfläche von 20 %, so daß die Durchtrittsgeschwindigkeit durch die Lochplatte 43 nur ein Zehntel der Durchtrittsgeschwindigkeit durch die Lochplatten 42 beträgt. Nach dem Durchtritt durch die Lochplatte 43 wird das gelöste Kohlendioxid aus der Reaktionsmischung innerhalb von 10-2 bis 10-4 Sekunden freigesetzt, wobei sich die glockenförmige Kontur des Froth 5 ausbildet. Bevorzugt werden anstelle der ebenen Siebplatten 42, 43 gewölbte Siebplatten 42a, 43a, wie im Halbschnitt angedeutet, eingesetzt.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schaum durch Aufbringen eines Froth auf das Transportband einer Blockschaumanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Froth in freiem, im wesentlichen senkrechten Fall auf das untere Transportband aufgebracht wird und ein Fließen des Froth gegen die Richtung der Bewegung des Transportbandes durch eine ortsfeste, quer auf dem Transportband angeordnete, im wesentlichen senkrechte Barriere verhindert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Froth in einer sich weniger als 20 % der Transportbandbreite quer zum Transportband erstreckenden, idealerweise im wesentlichen kreissymmetrischen, als Druckreduktionsaggregat ausgebildeten Schäumvorrichtung erzeugt wird.
  3. Vorrichtung zur Herstellung von Polyurethan-Schaum, bestehend aus einer an sich bekannten kontinuierlichen Blockschäumanlage, einer über dem Transportband der Blockschäumanlage angeordneten Vorrichtung zur Zufuhr eines Polyurethan-Flüssigschaums mit im wesentlichen senkrecht nach unten gerichteter Auslaßöffnung sowie einer bezüglich der Bewegungsrichtung des Transportbandes rückseitig der Aufbringungsstelle für den Froth angeordneten, sich quer über das Transportband erstreckenden, im wesentlichen senkrechten Barriere.
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